Файл: Урока физики в 7 классе по теме Центр тяжести тела. Условия равновесия тел.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.10.2023
Просмотров: 122
Скачиваний: 10
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
При этом все три отвеса проходят через одну точку — это точка и будет являться центром тяжести пластины.
Проверить это можно, если на остриё карандаша поместить фигуру в найденном центре тяжести. Она окажется в равновесии.
Положение центра тяжести может изменяться только при изменении относительного расположения частей тела. (Растяжение пружины)
Чудеса равновесия. Центр тяжести (центр масс) тела может находиться вне тела, если это тело имеет сложную форму. Это явление равновесия можно наблюдать в следующем занимательном опыте. Видео эксперимента Если из центра тяжести тела провести линию, перпендикулярную полу, то в случае, когда линия выходит за границы опоры тела, тело упадёт. Чем больше площадь опоры, чем ближе расположен центр тяжести тела к центральной точке площади опоры и центральной линии центра тяжести, тем более устойчивым будет положение тела. Проверим это утверждение, ведь большинство предметов, окружающих нас опираются на некоторую площадь. Например, дома, автомобили, станки.
Демонстрационный эксперимент №2 «Модель для демонстрации равновесия тел». Возьмем призму на шарнирах. К центру тяжести призмы прикреплен отвес. Будем постепенно менять форму призмы. Равновесие призмы остается устойчивым, пока линия отвеса проходит через площадь опоры. Как только линия отвеса оказывается на границе площади опоры, равновесие становится неустойчивым.
Физкультминутка.
Задание ученикам.
1. Сидя на стуле, выпрямить спину, ноги поставить под углом 90о. Не наклоняя корпус вперед, и не двигая ноги под стул, попробуйте встать.
2. Попробуйте встать со стула, наклоняясь вперед.
3. Широко расставив ноги.
4. Сделайте соответствующие выводы.
Ответ. Учащиеся делают выводы о том, что для того чтобы встать необходимо, чтобы отвесная линия пересекала площадь опоры человека.
Центр тяжести тела человека находится примерно на 20 - 23 сантиметра ниже пупка. Воображаемая линия, проведённая отвесно из центра тяжести, проходит ровно между ступнями. Площадь опоры при вертикальном положении человека ограничена тем пространством, которое находится под подошвами и между стопами. Центральная точка отвесной линии центра тяжести на стопе находится на 5 см впереди от пяточного бугра.
Рассмотрим более подробно различные случаи равновесия тел. Демонстрационный эксперимент №3 «Равновесие линейки».
1. Равновесие, при котором выведенное из положения равновесия тело вновь к нему возвращается, называется устойчивым.
При устойчивом равновесии центр тяжести тела расположен ниже оси вращения и находится на вертикальной прямой, проходящей через эту ось. В устойчивом равновесии находится любое тело, висящее на нити: лампа, люстра, грузик отвеса.
2. Равновесие, при котором выведенное из положения равновесия тело не возвращается в начальное положение, называется неустойчивым.
При неустойчивом равновесии центр тяжести тела расположен выше оси вращения и находится на вертикальной прямой, проходящей через эту ось.
3. Равновесие называют безразличным, если при отклонении или перемещении тела оно остается в равновесии.
При безразличном равновесии ось вращения тела проходит через его центр тяжести, при этом центр тяжести тела остается на одном и том же уровне при любых положениях тела. В безразличном равновесии находится колеса автомобиля, велосипеда и другие вращающиеся части машин.
Это интересно. Одним из примеров сохранения устойчивости тел является известное архитектурное сооружение Пизанская башня.
Сообщение№1 (выступает ученик). Долгое время считалось, что архитектор Боннано Пизано создал башню наклонённой уже на чертежах, и то, что она сейчас падает – так и было задумано. Однако современными учёными точно установлено, что сооружение начало наклоняться со временем. В настоящий момент наклон башни составляет примерно 3° 54′. Каждый год она отклоняется на юг на 1 миллиметр. Если бы с сооружением не проводилось никаких реставраций, она бы давно уже рухнула.
В 20-м столетии на северной части фундамента был установлен тяжёлый противовес из свинца. Так как башня наклоняется на юг, это помогло остановить падение, и даже немного выровнять её. Следующим шагом стало изымание небольшого слоя грунта из-под северной части фундамента, что позволило башню ещё больше наклонить на север.
Слайд№14 - 15.
9этап. Некоторые детские игрушки позволяют проиллюстрировать те или иные физические явления и законы. Ванька-встанька (или неваляшка) возвращается всегда в вертикальное положение. Почему?
Ответ. У неваляшки (Ванька-встанька) в нижней части находится тяжёлый полушар. Центр тяжести полушара при наклоне приподнимается, возникает момент силы, возвращающий тело в состояние с низшим положением центра масс.
Обсуждение вопроса.
По принципу «неваляшки» изготовляют разные вещи: солонки и перечницы для кухни, часы, чашка для малышей, шахматные фигуры.
16 - 17.
10 этап. В цирке. Сообщение№2 (выступает ученик).
В цирке вы часто видите удивительно ловких канатоходцев и эквилибристов. Даже дрессированные животные поражают нас своими умениями удерживать на носу разноцветные шары. Может быть, все дело в том, что они знают какие-то секреты? Равновесие предмета зависит от положения его центра тяжести. Так при ходьбе по натянутому канату или проволоке канатоходцы идут обычно с расставленными в обе стороны руками, балансируют. При каждом шаге артист старается установить центр тяжести своего тела над опорой. С длинным шестом в руках удерживать равновесие легче. То же самое делает и велосипедист, пытаясь удержать равновесие. Искусство езды на велосипеде заключается в умении поворачивать руль в нужную сторону!
Примером устойчивого равновесия является любое тело, подвешенное на нити. Это, например, бабочки, висящие на люстре и сама люстра, лимон, висящий на лимонном дереве, маятник часов. В положении устойчивого равновесия находятся и, так называемые, висящие камни. Вот что про них пишет Александр Степанович Грин в своем произведении «Качающаяся скала»: Надо сказать, что в этих местах не редкость встретить так называемую «качающуюся скалу» — весьма любопытное явление, суть которого в том, что отдельный огромный кусок скалы в незапамятные времена получает устойчивость равновесия. Он обыкновенно стоит на каменной площадке, узким концом вниз, и, если его раскачивать, он, подобно ваньке-встаньке, принимает первоначальное положение. Такие скалы весят иногда тысячи тонн, но послушны движению руки человека средней силы. Такая скала упасть не может, если, конечно, ее не взорвут динамитом.
Примерами безразличного равновесия могут служить колеса автомобиля или мотоцикла — у них ось вращения проходит через их центр тяжести.
Об устойчивости положения тела можно судить и о величине угла поворота, необходимого для приведения тела в состояние неустойчивого равновесия. Для примера рассмотрим наклонную плоскость с невысокой ступенькой и два кубика. Выясним, при каком значении угла наклона произойдет опрокидывание кубика. Однородный кубик опрокинется при угле в 45 градусов.
Пора делать выводы!
Наш урок подходит к концу делать выводы. Что больше всего вам запомнилось на уроке? Скажите одним предложением. Высказывают свое мнение.
С давних пор до нынешних времен
Есть один закон на всей планете:
Равновесие господствует на свете. Весь наш мир к нему приговорен».
(Соловьева Е.)
Слайд№20. Оцените свою работу на уроке. На выходе из кабинета стоят весы. Положите жетон определенного цвета на одну из чашек весов:
1.Левая чаша весов. Белый цвет - работал хорошо, все понял и урок понравился.
2.Правая чаша весов. Красный цвет - работал плохо, ничего не понял и урок не понравился.
Слайд№21. Запишите в дневник домашнее задание. Для желающих есть творческое конструкторское задание.
Спасибо за работу на уроке! До новых встреч!
V. Первичная проверка понимания
VI. Самостоятельная работа с проверкой по эталону и самооцениванием. ТЕСТ
Центр тяжести тела. Условия равновесия тел
1. Центр тяжести - это точка приложения равнодействующей
1) действующих на тело сил
2) всех сил тяжести, действующих на тело
3) сил тяжести, действующих на все его части
4) сил тяжести, действующих на внутренние части тела
2. Как направлена равнодействующая сил тяжести, действующих на отдельные части тела?
1) Всегда вертикально вниз
2) Всегда вертикально вверх
3) Вертикально вниз, только когда тело имеет симметричную форму
4) Иногда вертикально вверх, иногда вертикально вниз, в зависимости от формы тела
3. Как изменится положение центра тяжести мяча, когда держащий его в руках футболист положит мяч на землю?
1) Сместится из центра мяча (шара) вниз
2) Его положение в мяче не изменится
3) Положение центра тяжести в мяче сместится вверх, если он положит его быстро
4. Положение центра тяжести тела изменится, если
1) привести тело в движение
2) изменить у него расположение частей
3) поднять тело вверх
4) опустить его
5. Всегда ли центр тяжести находится в самом теле? Где находится центр тяжести оболочки воздушного шара?
1) Да; в центре образуемого оболочкой шара
2) Нет; на поверхности оболочки
3) Да; в центре самой оболочки
4) Нет; в центре шара, образуемого оболочкой
6. Равновесие тела устойчивое, если при выведении его из положения равновесия оно
1) возвращается в это положение
2) не возвращается в него
3) переходит в другое устойчивое положение
7. Равновесие тела неустойчивое, если при отклонении его от положения равновесия оно
1) возвращается в это положение
2) не возвращается в него
3) переходит в другое неустойчивое положение
8. Равновесие тела будет безразличным, если при изменении его положения оно
1) начинает двигаться в любом направлении
2) возвращается в прежнее положение
3) переходит в другое безразличное равновесие
4) ведет себя непредсказуемо
9. Чтобы тело было в безразличном равновесии, его центр тяжести должен находиться
1) выше оси вращения
2) ниже оси вращения
3) на одном уровне с осью вращения
4) на одном и том же расстоянии от оси вращения
10. При неустойчивом равновесии центр тяжести тела расположен
1) выше оси вращения
2) ниже оси вращения
3) на одном уровне с осью вращения
4) на одном и том же расстоянии от оси вращения
11. Чтобы тело находилось в устойчивом равновесии, надо расположить его ось вращения
1) выше центра тяжести
2) ниже центра тяжести
3) на одном уровне с центром тяжести
4) все равно каким образом относительно центра тяжести
VII. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Задание на дом:
– § 63-64
– творческое задание: (по желанию):
Используя полученные знания, попробуем сделать занимательную игрушку и удивить друзей.
Ванька-встанька
1. Проткните шилом яйцо, удалите содержимое, промойте и высушите.
2. Положите в яйцо мелкие металлические гайки, и залейте воском свечи. Воск застынет и слепит все между собой гайки.
3. Заделайте дырочку и раскрасьте Ваньку-встаньку.
4. Проверьте. Как бы мы не ставили яйцо, оно всегда будет принимать вертикальное положение, так как центр тяжести смещен вниз.
VIII. Рефлексия.
Мы с вами прошли трудный путь от предположения о существовании центра тяжести до видов и условий равновесия тел. Цели нашего исследования достигнуты. В ходе нашего исследования вы показали себя хорошими наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.
Ребята! На столах у вас находятся анкеты, заполните их и сдайте. Мы их проанализируем.
Проверить это можно, если на остриё карандаша поместить фигуру в найденном центре тяжести. Она окажется в равновесии.
Положение центра тяжести может изменяться только при изменении относительного расположения частей тела. (Растяжение пружины)
Чудеса равновесия. Центр тяжести (центр масс) тела может находиться вне тела, если это тело имеет сложную форму. Это явление равновесия можно наблюдать в следующем занимательном опыте. Видео эксперимента Если из центра тяжести тела провести линию, перпендикулярную полу, то в случае, когда линия выходит за границы опоры тела, тело упадёт. Чем больше площадь опоры, чем ближе расположен центр тяжести тела к центральной точке площади опоры и центральной линии центра тяжести, тем более устойчивым будет положение тела. Проверим это утверждение, ведь большинство предметов, окружающих нас опираются на некоторую площадь. Например, дома, автомобили, станки.
Демонстрационный эксперимент №2 «Модель для демонстрации равновесия тел». Возьмем призму на шарнирах. К центру тяжести призмы прикреплен отвес. Будем постепенно менять форму призмы. Равновесие призмы остается устойчивым, пока линия отвеса проходит через площадь опоры. Как только линия отвеса оказывается на границе площади опоры, равновесие становится неустойчивым.
Физкультминутка.
Задание ученикам.
1. Сидя на стуле, выпрямить спину, ноги поставить под углом 90о. Не наклоняя корпус вперед, и не двигая ноги под стул, попробуйте встать.
2. Попробуйте встать со стула, наклоняясь вперед.
3. Широко расставив ноги.
4. Сделайте соответствующие выводы.
Ответ. Учащиеся делают выводы о том, что для того чтобы встать необходимо, чтобы отвесная линия пересекала площадь опоры человека.
Центр тяжести тела человека находится примерно на 20 - 23 сантиметра ниже пупка. Воображаемая линия, проведённая отвесно из центра тяжести, проходит ровно между ступнями. Площадь опоры при вертикальном положении человека ограничена тем пространством, которое находится под подошвами и между стопами. Центральная точка отвесной линии центра тяжести на стопе находится на 5 см впереди от пяточного бугра.
Рассмотрим более подробно различные случаи равновесия тел. Демонстрационный эксперимент №3 «Равновесие линейки».
1. Равновесие, при котором выведенное из положения равновесия тело вновь к нему возвращается, называется устойчивым.
При устойчивом равновесии центр тяжести тела расположен ниже оси вращения и находится на вертикальной прямой, проходящей через эту ось. В устойчивом равновесии находится любое тело, висящее на нити: лампа, люстра, грузик отвеса.
2. Равновесие, при котором выведенное из положения равновесия тело не возвращается в начальное положение, называется неустойчивым.
При неустойчивом равновесии центр тяжести тела расположен выше оси вращения и находится на вертикальной прямой, проходящей через эту ось.
3. Равновесие называют безразличным, если при отклонении или перемещении тела оно остается в равновесии.
При безразличном равновесии ось вращения тела проходит через его центр тяжести, при этом центр тяжести тела остается на одном и том же уровне при любых положениях тела. В безразличном равновесии находится колеса автомобиля, велосипеда и другие вращающиеся части машин.
Это интересно. Одним из примеров сохранения устойчивости тел является известное архитектурное сооружение Пизанская башня.
Сообщение№1 (выступает ученик). Долгое время считалось, что архитектор Боннано Пизано создал башню наклонённой уже на чертежах, и то, что она сейчас падает – так и было задумано. Однако современными учёными точно установлено, что сооружение начало наклоняться со временем. В настоящий момент наклон башни составляет примерно 3° 54′. Каждый год она отклоняется на юг на 1 миллиметр. Если бы с сооружением не проводилось никаких реставраций, она бы давно уже рухнула.
В 20-м столетии на северной части фундамента был установлен тяжёлый противовес из свинца. Так как башня наклоняется на юг, это помогло остановить падение, и даже немного выровнять её. Следующим шагом стало изымание небольшого слоя грунта из-под северной части фундамента, что позволило башню ещё больше наклонить на север.
Слайд№14 - 15.
9этап. Некоторые детские игрушки позволяют проиллюстрировать те или иные физические явления и законы. Ванька-встанька (или неваляшка) возвращается всегда в вертикальное положение. Почему?
Ответ. У неваляшки (Ванька-встанька) в нижней части находится тяжёлый полушар. Центр тяжести полушара при наклоне приподнимается, возникает момент силы, возвращающий тело в состояние с низшим положением центра масс.
Обсуждение вопроса.
По принципу «неваляшки» изготовляют разные вещи: солонки и перечницы для кухни, часы, чашка для малышей, шахматные фигуры.
16 - 17.
10 этап. В цирке. Сообщение№2 (выступает ученик).
В цирке вы часто видите удивительно ловких канатоходцев и эквилибристов. Даже дрессированные животные поражают нас своими умениями удерживать на носу разноцветные шары. Может быть, все дело в том, что они знают какие-то секреты? Равновесие предмета зависит от положения его центра тяжести. Так при ходьбе по натянутому канату или проволоке канатоходцы идут обычно с расставленными в обе стороны руками, балансируют. При каждом шаге артист старается установить центр тяжести своего тела над опорой. С длинным шестом в руках удерживать равновесие легче. То же самое делает и велосипедист, пытаясь удержать равновесие. Искусство езды на велосипеде заключается в умении поворачивать руль в нужную сторону!
Примером устойчивого равновесия является любое тело, подвешенное на нити. Это, например, бабочки, висящие на люстре и сама люстра, лимон, висящий на лимонном дереве, маятник часов. В положении устойчивого равновесия находятся и, так называемые, висящие камни. Вот что про них пишет Александр Степанович Грин в своем произведении «Качающаяся скала»: Надо сказать, что в этих местах не редкость встретить так называемую «качающуюся скалу» — весьма любопытное явление, суть которого в том, что отдельный огромный кусок скалы в незапамятные времена получает устойчивость равновесия. Он обыкновенно стоит на каменной площадке, узким концом вниз, и, если его раскачивать, он, подобно ваньке-встаньке, принимает первоначальное положение. Такие скалы весят иногда тысячи тонн, но послушны движению руки человека средней силы. Такая скала упасть не может, если, конечно, ее не взорвут динамитом.
Примерами безразличного равновесия могут служить колеса автомобиля или мотоцикла — у них ось вращения проходит через их центр тяжести.
Об устойчивости положения тела можно судить и о величине угла поворота, необходимого для приведения тела в состояние неустойчивого равновесия. Для примера рассмотрим наклонную плоскость с невысокой ступенькой и два кубика. Выясним, при каком значении угла наклона произойдет опрокидывание кубика. Однородный кубик опрокинется при угле в 45 градусов.
Пора делать выводы!
Наш урок подходит к концу делать выводы. Что больше всего вам запомнилось на уроке? Скажите одним предложением. Высказывают свое мнение.
С давних пор до нынешних времен
Есть один закон на всей планете:
Равновесие господствует на свете. Весь наш мир к нему приговорен».
(Соловьева Е.)
Слайд№20. Оцените свою работу на уроке. На выходе из кабинета стоят весы. Положите жетон определенного цвета на одну из чашек весов:
1.Левая чаша весов. Белый цвет - работал хорошо, все понял и урок понравился.
2.Правая чаша весов. Красный цвет - работал плохо, ничего не понял и урок не понравился.
Слайд№21. Запишите в дневник домашнее задание. Для желающих есть творческое конструкторское задание.
Спасибо за работу на уроке! До новых встреч!
V. Первичная проверка понимания
VI. Самостоятельная работа с проверкой по эталону и самооцениванием. ТЕСТ
Центр тяжести тела. Условия равновесия тел
1. Центр тяжести - это точка приложения равнодействующей
1) действующих на тело сил
2) всех сил тяжести, действующих на тело
3) сил тяжести, действующих на все его части
4) сил тяжести, действующих на внутренние части тела
2. Как направлена равнодействующая сил тяжести, действующих на отдельные части тела?
1) Всегда вертикально вниз
2) Всегда вертикально вверх
3) Вертикально вниз, только когда тело имеет симметричную форму
4) Иногда вертикально вверх, иногда вертикально вниз, в зависимости от формы тела
3. Как изменится положение центра тяжести мяча, когда держащий его в руках футболист положит мяч на землю?
1) Сместится из центра мяча (шара) вниз
2) Его положение в мяче не изменится
3) Положение центра тяжести в мяче сместится вверх, если он положит его быстро
4. Положение центра тяжести тела изменится, если
1) привести тело в движение
2) изменить у него расположение частей
3) поднять тело вверх
4) опустить его
5. Всегда ли центр тяжести находится в самом теле? Где находится центр тяжести оболочки воздушного шара?
1) Да; в центре образуемого оболочкой шара
2) Нет; на поверхности оболочки
3) Да; в центре самой оболочки
4) Нет; в центре шара, образуемого оболочкой
6. Равновесие тела устойчивое, если при выведении его из положения равновесия оно
1) возвращается в это положение
2) не возвращается в него
3) переходит в другое устойчивое положение
7. Равновесие тела неустойчивое, если при отклонении его от положения равновесия оно
1) возвращается в это положение
2) не возвращается в него
3) переходит в другое неустойчивое положение
8. Равновесие тела будет безразличным, если при изменении его положения оно
1) начинает двигаться в любом направлении
2) возвращается в прежнее положение
3) переходит в другое безразличное равновесие
4) ведет себя непредсказуемо
9. Чтобы тело было в безразличном равновесии, его центр тяжести должен находиться
1) выше оси вращения
2) ниже оси вращения
3) на одном уровне с осью вращения
4) на одном и том же расстоянии от оси вращения
10. При неустойчивом равновесии центр тяжести тела расположен
1) выше оси вращения
2) ниже оси вращения
3) на одном уровне с осью вращения
4) на одном и том же расстоянии от оси вращения
11. Чтобы тело находилось в устойчивом равновесии, надо расположить его ось вращения
1) выше центра тяжести
2) ниже центра тяжести
3) на одном уровне с центром тяжести
4) все равно каким образом относительно центра тяжести
VII. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Задание на дом:
– § 63-64
– творческое задание: (по желанию):
-
Подготовить сообщение Равновесие в окружающем мире -
Творческое конструкторское домашнее задание для желающих. Инструкция.
Используя полученные знания, попробуем сделать занимательную игрушку и удивить друзей.
Ванька-встанька
1. Проткните шилом яйцо, удалите содержимое, промойте и высушите.
2. Положите в яйцо мелкие металлические гайки, и залейте воском свечи. Воск застынет и слепит все между собой гайки.
3. Заделайте дырочку и раскрасьте Ваньку-встаньку.
4. Проверьте. Как бы мы не ставили яйцо, оно всегда будет принимать вертикальное положение, так как центр тяжести смещен вниз.
VIII. Рефлексия.
Мы с вами прошли трудный путь от предположения о существовании центра тяжести до видов и условий равновесия тел. Цели нашего исследования достигнуты. В ходе нашего исследования вы показали себя хорошими наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование.
Ребята! На столах у вас находятся анкеты, заполните их и сдайте. Мы их проанализируем.
| 1 | На уроке я работал | активно / пассивно |
| 2 | Своей работой на уроке я | доволен / не доволен |
| 3 | Урок для меня показался | интересным / неинтересным коротким / длинным интересен / скучен |
| 4 | За урок я | не устал / устал |
| 5 | Мое настроение | стало лучше / стало хуже |
| 6 | Материал урока мне был | понятен / не понятен полезен / бесполезен |
| 7 | Домашнее задание мне кажется | легким / трудным |